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数据中心由于采用自然冷源，极大的降低了能耗，PUE值趋近与1，从而数据中心的绿色程度越高。我们根据数据中心实际运行经验和运行数据总结以下内容，以供同仁和暖通界的老前辈斧正和完善。  一、冷负荷计算 哈尔滨某数据中心冬季采用水侧自然冷却技术，极大地降低PUE值，运行费用明显降低。现简介自然冷却原理：当室外温度低于-0.5℃时，闭式横流式冷却塔可提供低于5.5℃的冷却水（为乙二醇溶液浓度30％ 冰点温度-14℃）。系统进入完全自然冷却方式，冷冻水经板式换热器与冷却水，进行水乙二醇溶液换热，直接提供7℃冷冻水。当室外湿球温度低于-9℃，闭式横流式冷却塔喷淋泵停止喷水，通过闭式横流式冷却塔自带盘管冷却换热。（后附系统图） 目前，国内外常用的负荷模拟计算方法主要包括以下两种：稳态计算方法和动态计算方法，一般数据中心的冷负荷计算方法是估算法，即估计散热密度（W/㎡），现根据我们两年(2017,2018年）采集的运行数据和运行经验，而采用IT功率估算法。首先分析数据中心发热设备的组成：IT设备 不间断电源UPS 配电系统 制冷设备 辅助设备等。 从此图表中看出，IT设备的发热量达到71％，其次UPS和照明达到24％，配电系统2％，人员2％。 二、冷却塔热质交换与调节 冷却塔冷却机理： 一．利用水本身蒸发潜热来冷却冷却塔盘管的乙二醇溶液（浓度30％ 冰点温度-14℃）。 二．利用冷却塔盘管的乙二醇溶液于空气两者的温度差，通过热传导来冷却盘管的乙二醇溶液。 数据中心现在采用完全冷却模式，冷却塔为闭式横流式冷却塔。现根据我们两年(2017,2018年）采集的运行数据和运行经验，分为喷淋泵运行模式，喷淋泵停止模式，干球温度>0℃ 干球温度<0℃ ,极限状态（干球温度<-14℃） ,四种状态来表述冷却塔、喷淋泵、冷却风扇、风阀的调节方式。 名词解释： 干球温度 Tg 湿球温度Ts 水温（乙二醇溶液温度）Tw Qa 接触传热 温差 Qb 蒸发传热 四、四种运行模式与调节 喷淋泵运行模式（风阀全开） Qb 蒸发传热 喷淋泵停止模式（风阀全开） Qa 接触传热 温差 干球温度8℃>环境温度>干球温度0℃ 喷淋泵停止模式（风阀全开） Qa 接触传热 温差 干球温度0℃>环境温度>干球温度-14℃ （防冻模式） 极限模式 喷淋泵停止模式（风阀根据板换冷却水温度调节） 环境温度<-14℃ （防冻模式）
结束语： 本文采取数据的是闭式横流式冷却塔，其它数据中心，如：中国移动数据中心采用的是开式冷却塔，也同样有借鉴意义。 本文后附用图表法来分析冷却水温度的调节过程，还有顺口溜式的调节口诀，基本能达到“学了能用”“用了则灵”的效果。也希望广大数据中心运维工程师能大胆实践，并不断完善此方法！（附用图表点击原文链接进行下载） 参考文献： 1. 工程热力学 刘宝兴主编 2. 热质交换原理与设备 刘迎云主编 3. 制冷技术 罗 勇主编 4. 制冷空调节能技术 李 莉主编  《作者简介》 |
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